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振弦式礦用錨桿測力計原理及結構
發布時間:2021-01-07 15:45:50???? 瀏覽次數:

振弦式礦用錨桿測力計原理及結構:

一般振弦式礦用錨桿測力計是采用在中空的承壓簡體上固定應變傳感器,通過測量承壓簡體的應變變化推出承壓簡體上承受的荷載,傳統的應變傳感器多采用應變片或其他電阻式應變計、這種形式的荷重計在一般工業和實驗室領域獲得了非常廣泛的應用,但水電工程的野外惡劣環境,對這種應變片式的振弦式礦用錨桿測力計的長期穩定性一直是一種嚴峻的考驗。

在業界早期的嘗試中,也曾推出過一種基于液壓傳遞方式的振弦式礦用錨桿測力計,但由于在承壓狀態下液體不可避免的非線性壓縮及溫異特性等,導致液壓式振弦式錨桿計無法獲得令人滿意的使用精度和可靠性。

自80年代開始,弦式傳感器技術開始在國外應用于振弦式礦用錨桿測力計并獲得了一定成功。

弦式振弦式礦用錨桿測力計的基本原理是在承壓簡體上安裝高穩定性、靈敏度的應變弦式傳感器或力傳感器。一般認為技術成熟的弦式傳感器具有比應變片更好的零點穩定性以及更強的抗干擾能力,同時其信號輸出是頻率而不是電壓,頻率信號能夠長距離傳輸而不會由于電纜電阻,接觸電阻變化引起明顯的衰減等特點。

在另一方面,盡管采用弦式儀器具有上述一系列優點,由于弦式振弦式礦用錨桿測力計的設計加工涉及到許多獨特的技術難題,目前國際上也只有個別著名弦式儀器廠商能夠生產出真正品質優異長期可靠的弦式振弦式礦用錨桿測力計。

本文所涉及的弦式振弦式礦用錨桿測力計系采用美國基康公司的振弦式礦用錨桿測力計專用弦式傳感器,其結構參照了基康的設計并根據中國的錨具特點進行了改良設計。

其結構原理如圖1所示:

礦用錨桿測力計結構圖.jpg

由高強度合金鋼制成的中空承壓簡周邊上沿均勻布置有多個弦式傳感器,作用在承壓簡上的荷載可由固定在筒體上的弦式傳感器直接測出。采用多個傳感器器可以減少或消除不均勻或偏心荷載的影響。

為了確保傳感器的可靠固定,采用了點焊或其他技術將傳感器牢固焊接在簡體上。簡體內另外設置了熱敏溫度計用于測量振弦式礦用錨桿測力計及現場環境溫度。

為了適應現場的惡劣條件,采用了整體密封技術,從而可以確保錨索測力計在2MPa水壓下正常工作。


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